第7章 第36讲 原电池 化学电源(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

该高中化学高考复习课件聚焦“原电池 化学电源”专题，依据课标要求梳理了原电池工作原理、化学电源类型及应用两大核心考点，通过分析近五年高考真题明确原电池构成条件、电极反应书写等高频考点分布，归纳原电池设计、金属活动性比较等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题体验+技巧建模”的复习策略，如结合2025年黑吉辽内蒙古卷储氯电池真题，运用“四步法”解析电极反应式书写，培养学生科学思维和科学探究能力。特设“易错判断”和“限时训练”，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此高效指导复习，助力高考冲刺。

第36讲　原电池　化学电源 返回 ‹#› 1．从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解常见化学电源的工作原理。 [课标标准] 返回 ‹#› 1 考点一 2 考点二 栏 目 导 引 3 真题体验 4 限时规范训练 返回 ‹#› 1．原电池的概念 原电池是把_________转化为______的装置。 2．原电池的构成 通常构成原电池有以下三个条件： 考点一 原电池的工作原理及应用 一看反应 能发生____________的氧化还原反应 二看电极 能导电的两电极(金属或石墨等) 三看是否形成 闭合回路 ①电解质溶液；②两电极与电解质溶液相接触；③两电极之间直接或间接接触 化学能 电能 自发进行 返回 ‹#› 3．原电池的工作原理 (1)构建原电池模型(以锌铜原电池为例) 返回 ‹#› 分析原电池的三个维度 ①确定电极名称，正极和负极。 ②明确电极反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。 ③把握电池工作时导电粒子流向 a．外电路，电子沿导线由负极移向正极； b．内电路，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。 提醒 返回 ‹#› (2)盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子可在其中自由移动。 ②盐桥的作用：a.连接内电路，_______________；b.___________，使原电池不断产生电流。 ③盐桥中离子移向：阴离子移向______，阳离子移向______。 形成闭合回路 平衡电荷 负极 正极 返回 ‹#› 4．原电池原理的应用 (1)设计原电池 负 正 电极材料 返回 ‹#› (2)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。 (3)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 (4)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的______而受到保护。 正极 返回 ‹#› 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)原电池工作时，溶液中阳离子向负极移动(　　) (2)原电池内部电解质中的阴离子一定移向负极，阳离子一定移向正极(　　) (3)构成原电池两极的电极材料一定是活泼性不同的金属(　　) (4)原电池中负极失去电子的总数一定等于正极得到电子的总数(　　) (5)下图能验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移(　　) × √ × √ √ 返回 ‹#› 题点1　原电池的构成和工作原理 1．下列各个装置中能持续形成原电池的是(　　) C　 返回 ‹#› 解析：C　A项中，未形成闭合回路，错误；B项中，没有可以导电的电解质溶液，错误；D项中，常温下，铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，因此无法再形成原电池，错误。 返回 ‹#› 2．构成原电池的条件有很多，当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。某化学实验小组用如图所示的装置实验，发现电流表指针发生偏转。 (1)电极A作____极，电极反应式为________。 (2)电极B作____极，电极反应式为________。 (3)硝酸根离子移向________(填“A”或“B”)极。 (4)由此得出的结论是原电池反应发生的条件不仅与电极材料和电解质的性质有关，还与电解质的________有关。 返回 ‹#› 解析：右边AgNO3溶液浓度大通过阴离子交换膜向左移动，故电极A为负极，电极B为正极，负极发生反应：Ag－e－===Ag＋，正极发生反应：Ag＋＋e－===Ag。 答案：(1)负　Ag－e－===Ag＋　(2)正　Ag＋＋e－===Ag　(3)A　(4)浓度 返回 ‹#› 原电池中正、负极的判断 返回 ‹#› 题点2 原电池原理的应用 3．(2025·辽宁大连高三月考)有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验 装置 部分实 验现象 a极质量减少；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 返回 ‹#› 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 解析：C　把四个实验从左到右分别编号为①②③④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a>b；由实验②可知，活动性：b>c；由实验③可知，d作原电池负极，c作原电池正极，活动性：d>c；由实验④可知，d作原电池负极，a作原电池正极，活动性：d>a，故金属活动性顺序：d>a>b>c。 C 返回 ‹#› 4．理论上任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。下列能设计成原电池且b极质量增加的是(　　) 选项 a极 b极 X溶液 A C Fe 稀硫酸 B Cu Ag 酒精 C Zn Cu FeCl3溶液 D Fe Ag CuSO4溶液 D 返回 ‹#› 解析：D　铁与稀硫酸反应是氧化还原反应，但b极为负极，电极溶解，质量减少，A不符合题意；铜和银插在酒精溶液中，不存在反应且未形成闭合回路，B不符合题意；锌与氯化铁发生氧化还原反应生成氯化锌和氯化亚铁，b极质量不会增加，C不符合题意；铁与硫酸铜发生置换反应，是氧化还原反应，且b极上铜离子得电子生成铜单质从而使质量增加，D符合题意。 返回 ‹#› 1．一次电池 考点二 常见化学电源 碱性锌锰电池 负极反应式：__________________________________________ 正极反应式：___________________________________________总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnO(OH)＋2OH－ 返回 ‹#› 纽扣式锌银电池 负极反应式：_______________________________ 正极反应式：________________________________ 总反应：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 返回 ‹#› 2.二次电池 (1)放电时 负极反应式：___________________________； 正极反应式：___________________________ ____________________。 放电时，当外电路上有2 mol e－通过时，溶 液中消耗H2SO4_____________。 Pb＋－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋＋2e－===PbSO4＋2H2O 2 mol 返回 ‹#› (2)充电时 阴极反应式：______________________________； 阳极反应式：_______________________ _____________________。 充电一段时间电解质溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 PbSO4＋2e－===Pb＋ PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋ 减小 返回 ‹#› 充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。 提醒 返回 ‹#› 3．燃料电池 (1)特点：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能，电能转化率超过80%；常见燃料有H2、烃、肼、烃的衍生物、NH3、煤气等。 返回 ‹#› (2)氢氧燃料电池 酸性(H＋) 碱性(OH－) 负极反应式 _________________________ _______________________ 正极反应式 _________________________ ________________________ 电池总反应式 H2＋ H2－2e－===2H＋ H2＋2OH－－2e－===2H2O O2＋2H＋＋2e－===H2O O2＋H2O＋2e－===2OH－ 返回 ‹#› 正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池(　　) (2)镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限，价格昂贵 (　　) (3)铅酸蓄电池放电时，正极与负极质量均增加(　　) (4)二次电池充电时，阴极连接电源的负极，发生还原反应(　　) (5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能(　　) × × √ √ × 返回 ‹#› 题点1　化学电源 1．(2026·福建宁德高三月考)锌银电池是一种常见的化学电源，其反应原理为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其工作示意图如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Zn电极是电源的负极 B．电池工作一段时间后，Ag2O电极的质量减小 C．电解质溶液中的K＋移向Ag2O电极 D．Zn电极上发生的反应为Zn－2e－===Zn2+ D 返回 ‹#› 解析：D　由题给反应可知，锌发生氧化反应作负极，氧化银发生还原反应作正极，A正确；正极的电极反应为Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，电池工作一段时间后，Ag2O电极的质量减小，B正确；原电池中阳离子向正极移动，电解质溶液中的K＋移向Ag2O电极，C正确；Zn电极上的电极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，D错误。 返回 ‹#› 2．(2026·广东惠州高三调研)我国科学家研发了一种Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na===2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　) A．放电时向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为3CO2＋ ＋C D．充电时，阳极反应为Na＋＋e－===Na D 返回 ‹#› 解析：D　放电时，阴离子移向负极向负极移动，A正确；由电池反应知，放电时需要吸收CO2，充电时释放CO2，B正确；放电时，正极的CO2部分得电子被还原生成单质碳，电极反应为3CO2＋＋C，C正确；充电时阳极发生氧化反应，即碳被氧化生成CO2，D错误。 返回 ‹#› 3．(2026·浙江名校高三联考)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其基本工作原理(以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质)如图所示。下列说法正确的是(　　) A．b极为正极，发生还原反应 B．电子流向：a极→导线→b极→ 电解质→a极 C．a极电极反应为CH4－8e－＋ ===5CO2＋2H2O D．该电池所用的隔膜一定为阳离子交换膜 A 返回 ‹#› 解析：A　由题图可知，CH4和水反应生成CO和H2，a极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，b极上O2得电子结合CO2生成，故a极为负极，b极为正极，发生还原反应，A正确；电子不经过电解质，B错误；a极反应物不是甲烷，C错误；熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，D错误。 返回 ‹#› 解答燃料电池题目的思维模型 解答燃料电池题目的几个关键点： (1)要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 (2)通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。 (3)通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。 返回 ‹#› 题点2　电极反应式的书写 4．根据电池反应书写电极反应式。 (1)碱性锌铁电池的电池反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。 负极反应式：___________________________________________， 正极反应式：____________________________________________。 (2)一种锂电池的反应为CoO2＋LiC6===LiCoO2＋C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。 负极反应式：______________________________________， 正极反应式：________________________________________。 返回 ‹#› (3)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池总反应：2AgCl＋Mg===Mg2+＋2Ag＋2Cl－。 负极反应式：________________________________________， 正极反应式：________________________________________。 答案：(1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2　＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－ (2)LiC6－e－===Li＋＋C6　CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2 (3)Mg－2e－===Mg2+　AgCl＋e－===Ag＋Cl－ 返回 ‹#› 5．燃料电池电极反应式的书写 以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。 (1)酸性溶液(或含质子交换膜) 正极：_______________________________________________， 负极：_______________________________________________。 (2)碱性溶液 正极：_________________________________________________， 负极：_________________________________________________。 返回 ‹#› (3)固体氧化物(其中O2- 可以在固体介质中自由移动) 正极：___________________________________________________， 负极：____________________________________________________。 (4)熔融碳酸盐 正极(通入CO2)：_________________________________________， 负极：__________________________________________________。 返回 ‹#› 答案：(1)O2＋4e－＋4H＋===2H2O CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ (2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ CH3OH－6e－＋＋6H2O (3)O2＋4e－===2O2- CH3OH－6e－＋3O2-===CO2↑＋2H2O (4)O2＋4e－＋ CH3OH－6e－＋===4CO2↑＋2H2O 返回 ‹#› 电极反应式的书写流程 (1)电极反应式书写的一般步骤 第一步：把电极反应物和生成物“一对一”写好 第二步：用电子调平化合价(平电子) 第三步：用离子调平电荷(平电荷) 第四步：用物质(多为氧化物)调平原子(平原子) 如“丙烷—空气”碱性燃料电池的负极反应式：(“一对一”)⇒C3H8－(平电子)⇒C3H8－20e－＋(平电荷)⇒C3H8－20e－＋＋17H2O(平原子)。 返回 ‹#› (2)已知总反应式的复杂电极反应式的书写方法 ①首先写出较简单的电极反应式。 ②复杂电极反应式＝总反应式－简单电极反应式。 ③注意电荷守恒。 返回 ‹#› 1．(2025·黑吉辽内蒙古卷，13)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是(　　) A．放电时Na＋向b极迁移 B．该电池可用于海水脱盐 C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－ ===Cu2(OH)3Cl＋H＋ D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将 失去储氯能力 真题 体验 D 返回 ‹#› 解析：D　根据题意及装置图可知，a极为负极，电极反应为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b极为正极，电极反应为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3。放电时阳离子(Na＋)向正极(b极)迁移，A正确；该电池负极消耗Cl－、正极消耗Na＋，所以可用于海水脱盐，B正确；由以上分析可知，C正确；由原电池电极反应可知还原性：，而将b极换为Ag/AgCl电极后b极仍增重，则此时b极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，所以该电极作为负极，则还原性：Ag>Cu2O，综合可知还原性：Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，若以Ag/AgCl电极代替a极，则a极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl、b极电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3，电池不会失去储氯能力，D错误。 返回 ‹#› 2．(2025·广东卷，14)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　) A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为：MnS－2e－ ===S＋Mn2+ D．充电时16 g S能提供的理论容量 为26.8 A·h B 返回 ‹#› 解析：B　根据题给已知信息可知，放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明电极Ⅱ上MnO2得电子发生还原反应转化为Mn2+进入溶液中，故电极Ⅱ作正极，电极反应式为MnO2＋2e－＋2H2O===Mn2+＋4OH－，放电时电极Ⅰ为负极，电极反应式为MnS－2e－===S＋Mn2+。结合上述分析可知，充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；结合放电时电极Ⅱ上的反应可知，Ⅱ极室溶液中c(OH－)增大，溶液pH升高，B错误；结合上述分析可知，C正确；充电时，电极Ⅰ上发生的电极反应式为 S＋Mn2+＋2e－===MnS，16 g S的物质的量为0.5 mol，完全反应可转移1 mol电子，结合题干信息可知，16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。 返回 ‹#› 3．(2024·江苏卷，8)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．电池工作时，MnO2发生氧化反应 B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动 C．环境温度过低，不利于电池放电 D．反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子 数为2×6.02×1023 C 返回 ‹#› 解析：C　电池分析 MnO2转化为MnOOH，Mn由＋4价降为＋3价，MnO2作氧化剂，发生还原反应，A错误；原电池工作时阴离子向负极移动，B错误；温度较低时，反应速率会降低，C正确；MnO2转化为MnOOH，Mn由＋4价降为＋3价，每生成1 mol MnOOH，转移电子数为1×6.02×1023，D错误。 返回 ‹#› 4．(2025·重庆卷，10)AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图如图所示。 下列叙述正确的是(　　) A．放电时，M极为正极 B．放电时，N极上反应为Ag－e－＋Cl－===AgCl C．充电时，消耗4 mol Ag的同时将消耗 D．充电时，M极上反应为Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O D 返回 ‹#› 解析：D　由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，M电极为负极，电极反应为4Sb－12e－＋2Cl－＋5H2O===Sb4O5Cl2＋10H＋，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反。由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；由分析可知，放电时，N电极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；由得失电子守恒建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2～12e－～12Ag，由此可知，消耗4 mol Ag，同时消耗 mol Sb4O5Cl2，C错误；充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O，D正确。 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 (建议用时：45分钟　满分：50分) 一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．关于如图所示装置的叙述，正确的是(　　) A．该装置能将电能转化为化学能 B．锌是负极，发生还原反应 C．电子由锌片经导线流向铜片 D．负极反应式为Cu2+＋2e－===Cu 限时规范 训练36 C 返回 ‹#› 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 1 2 解析：C　该装置是原电池，能将化学能转化为电能，A错误；锌是负极，发生氧化反应，B错误；电子由锌片经导线流向铜片，C正确；负极反应为Zn－2e－===Zn2+，D错误。 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2．学习小组设计如图所示装置探究原电池工作原理。下列叙述正确的是 (　　)   A．外电路中电流由铜电极流向银电极 B．正极发生的反应为Ag＋＋e－===Ag C．放电时盐桥中的K＋进入Cu(NO3)2溶液 D．放电过程中取出盐桥原电池仍继续工作 B 返回 ‹#› 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 12 11 解析：B　负极Cu电极反应式：Cu－2e－===Cu2+，正极Ag电极反应式：Ag＋＋e－===Ag，电流由正极(银电极)流向负极(铜电极)，K＋向正极方向移动，进入AgNO3溶液。取出盐桥不能构成闭合回路，原电池停止工作。 返回 ‹#› 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 12 11 3．新型化学电池Zn-K2FeO4能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染。下列关于其放电时的说法错误的是(　　) A．负极发生失电子的氧化反应 B．将化学能转化为电能 C．K2FeO4在正极得电子 D．阳离子向负极移动 解析：D　原电池放电时，负极发生失电子的氧化反应，A正确；原电池放电过程是将化学能转化为电能，B正确；新型化学电池Zn-K2FeO4中，Zn作负极，K2FeO4在正极得电子，C正确；原电池放电时，电解质中的阳离子向正极移动，D错误。 D 返回 ‹#› 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 12 11 4．铅酸蓄电池是汽车常用的蓄电池，其构造如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．电池放电时，负极质量减轻 B．电池放电时，c(H＋)减小 C．电池充电时总反应为2PbSO4＋2H2O=== Pb＋PbO2＋2H2SO4 D．铅酸蓄电池的缺点是笨重、比能量低 解析：A　放电时，负极Pb失去电子转化为 PbSO4，负极质量增加，A错误。 A 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 5．(课标变化题)我国科研人员发现，使用酸性电解液可直接在空气中组装水系铁离子电池，其充电时的工作原理如图所示。已知在酸性环境下Fe2+的氧化被抑制，且电池长期循环过程中，辅助电极表面局部会呈碱性并形成具有电化学活性的FeOOH。 下列说法错误的是(　　) A．该电池充电时，辅助电极为阳极 B．该电池放电时，负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2+ C．辅助电极表面局部形成FeOOH的电极反应式为Fe2+－e－＋2OH－===FeOOH＋H＋ D．酸性环境下，Fe2+的氧化被抑制与酸性电解液中溶解氧浓度低有关 C 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 解析：C　结合充电时电池中电子的迁移方向可知，辅助电极上发生失电子的氧化反应，作阳极；泡沫铁电极上发生得电子的还原反应，作阴极。结合上述分析可知，该电池充电时，辅助电极为阳极，A正确；该电池放电时，泡沫铁为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，B正确；电池长期循环过程中，辅助电极表面局部呈碱性并形成FeOOH的电极反应式为Fe2+－e－＋3OH－===FeOOH＋H2O，C错 误；酸性环境下，Fe2+的氧化被抑制与酸性电解液中溶解氧浓度低有关，D正确。 返回 ‹#› 2 3 4 5 1 6 7 8 9 10 12 11 [名师点睛]　丰富情境载体，凸显化学学科的应用性 2025年新修订的普通高中化学课程标准强化了化学与国家战略、前沿科技、现实生活的衔接，近几年高考试题的命制越来越趋向于“无情境，不命题”，试题以生活生产、前沿科技为素材创设问题情境，如2025年黑吉辽内蒙古卷第11题以某工厂利用生物质从高锰钴矿中提取金属元素为载体，考查简单的工艺流程分析；河南卷第13题结合甲烷在室温下高效转化为乙酸考查反应机理分析。本题结合水系铁离子电池，以充电时的工作原理图为载体考查电化学知识。试题的情境丰富多样，但“落脚点”均为所学知识，有助于提升考生的自主学习能力，与2025新课标修订思想一致。 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 6．(2024·全国甲卷，12)科学家使用δ-MnO2研制了一种MnO2-Zn可充电电池(如图所示)。电池工作一段时间后，MnO2电极上检测到MnOOH和少量ZnMn2O4。下列叙述正确的是(　　) A．充电时，Zn2+向阳极方向迁移 B．充电时，会发生反应Zn＋2MnO2===ZnMn2O4 C．放电时，正极反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－ D．放电时，Zn电极质量减少0.65 g，MnO2电极生成了0.020 mol MnOOH C 返回 ‹#› 2 3 4 5 6 1 7 8 9 10 12 11 解析：C　充电时Zn2+向阴极移动，A错误；由题意知，放电时，MnO2转化为MnOOH和ZnMn2O4，B错误；放电时，MnO2电极为正极，发生的反应有MnO2＋H2O＋e－===MnOOH＋OH－，C正确；根据放电时Zn电极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2+可知，Zn电极质量减少0.65 g(0.01 mol)时，电路中通过0.02 mol电子，故MnO2电极 有0.02 mol MnO2发生反应，但MnO2转化为MnOOH和少量ZnMn2O4，故生成的MnOOH的量小于0.020 mol，D错误。 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 7．(2026·广西河池月考)NO-O2燃料电池的工作原理如图所示(电解质溶液为稀硝酸)。下列说法正确的是(　　) A．a电极的电势小于b电极的电势 B．电池工作时，H＋透过质子交 换膜从右向左移动 C．当外电路中通过0.2 mol e－时， 理论上a电极处消耗0.05 mol O2 D．b电极的电极反应式：NO＋3e－ ＋2H2O===4H＋＋ C 返回 ‹#› 7 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 2 解析：C　燃料NO通入电池负极发生氧化反应，则b为负极；氧气在正极发生还原反应，则a为正极。a电极为正极，b电极为负极，故a电极的电势高于b电极的电势，A错误；原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时H＋透过质子交换膜从左向右移动，B错误；一个氧气分子得到四个电子，根据得失电子守恒，外电路中通过0.2 mol e－时，理论上a电极处消耗0.05 mol O2，C正确；b电极上NO失去 电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO－3e－＋2H2O===4H＋＋，D错误。 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 8．(2025·河南安阳模拟)一种低温Zn-MnO2纤维电池放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．放电时，电子由N电极经电解质溶液流向M电极 B．放电时，溶液中的Zn2+向N电极移动 C．若该装置外电路中有1 mol电子转移，则理论上两极质量变化均为32.5 g D．充电时，M电极的电极反应为Mn2+－2e－＋4OH－===MnO2＋2H2O C 返回 ‹#› 8 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 2 解析：C　放电时，N电极上Zn发生失电子的氧化反应转化成Zn2+，电极反应为Zn－2e－===Zn2+，N电极为负极；M电极上MnO2发生得电子的还原反应转化成ZnxMnO2，电极反应为MnO2＋2xe－＋xZn2+===ZnxMnO2，M电极为正极。放电时，电子由负极(N电极)经外电路流向正极(M电极)，电子不通过电解质溶液，A错误；放电时，溶液中的阳离子Zn2+向正极(M电极)移动，B错误；若该装置外电路中有1 mol电子转移，N电极的电极反应为Zn－2e－===Zn2+，N电极质量减少32.5 g， M电极的电极反应为MnO2＋2xe－＋xZn2+===ZnxMnO2，M电极质量增加32.5 g，C正确；充电时，M电极为阳极，电极反应为ZnxMnO2－2xe－===MnO2＋xZn2+，D错误。 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 9．(2025·四川遂宁联考)肼可以用作燃料电池的燃料，一种肼燃料电池的工作原理如图所示，电池工作过程中会有少量N2H4在电极表面发生自分解反应生成NH3、N2、H2逸出。下列关于N2H4-O2燃料电池的说法正确的是(　　) A.电池工作时化学能完全转化为电能 B．放电过程中，负极区溶液pH增大 C．负极的电极反应式为 D．电池工作时，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等 D 返回 ‹#› 9 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 2 解析：D　燃料电池中，通入氧气的电极为正极，在碱性条件下的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；通入燃料肼的电极为负极，电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，该电池的总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O。任何电池都不可能将化学能完全转化为电能，A错误；由以上分析可知，放电时负极反应消耗OH－且生成H2O，负极区溶液pH减小，B错误；由分析可知，负极的电 极反应式为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，C错误；由正、负极电极反应式可知，负极区消耗的NaOH与正极区生成的NaOH物质的量相等，D正确。 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 10．(2025·陕西一模)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为[Zn(OH)4]2-和Mn2+。下列说法错误的是(　　) A．M电极的电势低于N电极 B．N电极的反应式为MnO2＋4H＋ ＋2e－===Mn2+＋2H2O C．电池工作一段时间后，NaOH溶 液的pH变小 D．若电路中通过2 mol e－，则稀硫 酸溶液质量增加87 g D 返回 ‹#› 10 12 11 1 3 4 5 6 7 8 9 2 解析：D　由题干信息可知，Zn转化成，MnO2转化成Mn2+，则M电极为Zn电极，为负极，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2-，N电极为MnO2，为正极，正极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2+＋2H2O，中间层H2O电离出的H＋通过膜b移向正极N极区，OH－通过膜a移向负极M极区。由以上分析可知，M电极为负极，N电极为正极，所以M电极的电势低于N电极，A正确；N电极反应式为MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2+＋2H2O，B正确；负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===[Zn(OH)4]2-，每转移2 mol e－，中间层内有2 mol OH－透过膜a移向NaOH溶液，而电极反应消耗4 mol OH－，则NaOH溶液的pH变小，C正确；若电路中通过2 mol e－，双极膜中有2 mol H＋移向稀硫酸，同时溶解1 mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2 mol×1 g·mol-1＋1 mol×87 g·mol-1＝89 g，D错误。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 二、非选择题：本题共2小题。 11．(8分)(2025·上海华东师大一附中期中)酸性高锰酸钾溶液能被硫酸亚铁溶液还原而褪色，某学生试图以惰性材料(C、Pt)为电极，将该氧化还原反应设计成如图的原电池。则Pt为________极，FeSO4溶液为________(填“A”或“B”)溶液，电池工作时盐桥中的阳离子向________(填“左”或“右”)移动。写出KMnO4(H＋)处发生的电极反应式：____________________。若有0.5 mol Mn2+在此处生成，则另一个池中参加反应的Fe2+有________ mol。 返回 ‹#› 11 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 2 解析：酸性高锰酸钾溶液能被硫酸亚铁溶液还原而褪色，化学方程式为10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋2MnSO4＋8H2O，将该氧化还原反应设计成如题图的原电池，原电池中电子从负极流出，经过外电路导线流进正极，则由图中电子流向可知，Pt为正极，C为负极。Fe2+在负极失去电子生成Fe3+，则FeSO4溶液为A溶液；原电池工作时盐桥中阳离子向正极移动，即阳离子向右移动。 KMnO4(H＋)在正极被还原生成Mn2+，则KMnO4(H＋)处发生的电极反应式为＋5e－＋8H＋===Mn2+＋4H2O。负极电极反应式为Fe2+－e－===Fe3+，若有0.5 mol Mn2+生成，则转移2.5 mol电子，另一个池中参加反应的Fe2+有2.5 mol。 答案：正　A　右　＋5e－＋8H＋===Mn2+＋4H2O　2.5 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12．(12分)按要求回答下列问题。 (1)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动，工作时O2-的移动方向为________(填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应为___________。 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (2)CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则电极c是________(填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为________ L。 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 (3)潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池的工作原理如图所示： 电极b是________(填“正极”或“负极”)。电极a的电极反应式为_________________；该电池工作时消耗11.2 L NH3(标准状况下)，则电极b通过________mol氧气。 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 解析：(1)该电池中，多孔电极a为负极，多孔电极b为正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此O2-由电极b向电极a移动；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入CO，失电子发生氧化反应，电极反应式为CO＋O2-－2e－===CO2。(2)由示意图可知，电子由电极c经负载流向电极d，则电极c为负极，电极d为正级，电极d的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，若线路中转移2 mol电子，则消耗0.5 mol O2，在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L·mol-1＝11.2 L。(3)液氨—液氧燃料电池中，电极a是负极，NH3失电子发生氧化反应，电极b是正极，O2得电子发生还原反应。电极a的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O。该电池工作时消耗11.2 L NH3(标准状况下)，即消耗0.5 mol NH3， 返回 ‹#› 12 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 转移电子的物质的量为1.5 mol，电极b是正极，得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，则当转移1.5 mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.375 mol。 答案：(1)从b到a　CO＋O2-－2e－===CO2　(2)负极　11.2　(3)正极　2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O　0.375 返回 ‹#› 第36讲　原电池　化学电源 点击进入WORD文档 按ESC键退出全屏播放 返回 ‹#› $